JP2007072916A - 3次元形状データ容量削減装置、3次元アニメーション再生装置、3次元形状データ容量削減方法、3次元アニメーション再生方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 電子文書に埋め込む3次元アニメーションデータを利用することにより、3次元形状データを削減・簡略化する方法および装置を提供すること。
【解決手段】 3次元アニメーションを構成する3次元形状データの容量を削減する装置であって、3次元形状データならびにアニメーションデータを読み込む手段と、前記アニメーションデータを解析して、3次元形状モデルの中に含まれるパーツモデルの削除可能性を検出する手段と、前記アニメーションデータを解析して、3次元形状モデルの中に含まれるパーツモデルの簡略化可能性を検出する手段と、前記削除可能なパーツモデルを削除して、3次元形状モデルの全体を再構成する手段と、前記簡略化可能なパーツモデルに対して簡略化処理を実行して、3次元形状モデルの全体を再構成する手段と、使用頻度の低い視線方向を対話的に入力する手段と、使用しない視点位置の情報を前記アニメーションデータに追記する手段とを有することを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 3次元アニメーションを構成する3次元形状データの容量を削減する装置であって、3次元形状データならびにアニメーションデータを読み込む手段と、前記アニメーションデータを解析して、3次元形状モデルの中に含まれるパーツモデルの削除可能性を検出する手段と、前記アニメーションデータを解析して、3次元形状モデルの中に含まれるパーツモデルの簡略化可能性を検出する手段と、前記削除可能なパーツモデルを削除して、3次元形状モデルの全体を再構成する手段と、前記簡略化可能なパーツモデルに対して簡略化処理を実行して、3次元形状モデルの全体を再構成する手段と、使用頻度の低い視線方向を対話的に入力する手段と、使用しない視点位置の情報を前記アニメーションデータに追記する手段とを有することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、3次元アニメーションデータの表示ならびに3次元アニメーションデータが埋め込まれた電子文書の表示に関する3次元形状データ容量削減装置、方法プログラムに関し、3次元アニメーションデータが利用される分野に関する。
近来、3次元グラフィックス、マルチメディア、インターネット等の技術の発展により、3次元で動きのあるデータ(3次元アニメーション)ならびに3次元アニメーションが埋め込まれた電子文書をPCのディスプレイ上で再生して視聴することが普及しつつある。企業の設計部門において製品設計のためにCADシステムが導入されるようになったのに端を発し、現在では商用目的で3次元データをインターネットで配信する等、一般の消費者向けの利用が進んでいる。
また、携帯端末や携帯電話の普及により、電子文書をはじめとする電子データは、PC(パーソナルコンピュータ)と比較して処理能力が低いとされていたこれらの機器においても実現可能となった。いつでもどこでも見たい情報にアクセスして視聴できる環境が整いつつあるといえる。そのような環境下で、3次元データについても他の電子データと同様に携帯端末等で表示・操作したい、というニーズが出てきているが、CADデータのような従来形式の3次元データは容量が極めて大きく、携帯端末や携帯電話の処理能力を超えるために、そのままでは利用することが困難である。
この問題への対応例としては、特許文献1がある。
また、必ずしもインターネットの公開を前提としているわけではないが、CADデータを利用しつつ、データの軽量化実現する例として下記の製品(http://www.tohoku.ricoh.co.jp/3dcad/20041020_DMM.pdf、http://www.xvl3d.com/ja/index.htm)がある。
これらの製品(ソフトウェア)は、一般には、CADビューワーあるいはビューワーと呼ばれている。このビューワーは、工業製品のフルアセンブリモデルを読み込んで視点を変更したり、部品を選択して移動する機能を備えている。これらの機能によりディスプレイ上で仮想的に製品形状の組み立てや分解を試みることができる。製品にもよるが、前述の操作の過程をアニメーションとして記録する機能を具備しているシステムがよく見られる。ビューワーは、製造業の設計部門で作成されたCADデータの軽量化を図ることにより、製造業内の関連部門でも製品形状の確認・検証を可能とすることを目的としたソフトウェアである。このため3次元形状そのものに変形を加える機能はないが、比較的簡単な操作で3次元形状を視覚的に閲覧することができる。
特開2002−297671公報
また、携帯端末や携帯電話の普及により、電子文書をはじめとする電子データは、PC(パーソナルコンピュータ)と比較して処理能力が低いとされていたこれらの機器においても実現可能となった。いつでもどこでも見たい情報にアクセスして視聴できる環境が整いつつあるといえる。そのような環境下で、3次元データについても他の電子データと同様に携帯端末等で表示・操作したい、というニーズが出てきているが、CADデータのような従来形式の3次元データは容量が極めて大きく、携帯端末や携帯電話の処理能力を超えるために、そのままでは利用することが困難である。
この問題への対応例としては、特許文献1がある。
また、必ずしもインターネットの公開を前提としているわけではないが、CADデータを利用しつつ、データの軽量化実現する例として下記の製品(http://www.tohoku.ricoh.co.jp/3dcad/20041020_DMM.pdf、http://www.xvl3d.com/ja/index.htm)がある。
これらの製品(ソフトウェア)は、一般には、CADビューワーあるいはビューワーと呼ばれている。このビューワーは、工業製品のフルアセンブリモデルを読み込んで視点を変更したり、部品を選択して移動する機能を備えている。これらの機能によりディスプレイ上で仮想的に製品形状の組み立てや分解を試みることができる。製品にもよるが、前述の操作の過程をアニメーションとして記録する機能を具備しているシステムがよく見られる。ビューワーは、製造業の設計部門で作成されたCADデータの軽量化を図ることにより、製造業内の関連部門でも製品形状の確認・検証を可能とすることを目的としたソフトウェアである。このため3次元形状そのものに変形を加える機能はないが、比較的簡単な操作で3次元形状を視覚的に閲覧することができる。
特許文献1には、情報処理装置の発明が開示され、この特許文献1には、形状入力の履歴情報を保持しているCADシステムにおけるデータ削減の手法が開示されている。
ビューワーデータのフォーマットはCADデータとの比較においては軽量化が図られているが、デスクトップPCクラスの動作環境を前提としており、携帯端末などのデバイスにおいて利用するためには、さらにデータの軽量化をすすめる必要がある。また、ビューワーは一般に履歴情報を持たないので、前述の特許文献1は適用することができない。
本発明は、電子文書に埋め込む3次元アニメーションデータを利用することにより、3次元形状データを削減・簡略化する方法および装置を提供することにある。
図3において一般的な3次元アニメーションの記録方法を、図4において一般的なアニメーションの再生方法のフローを示す。ビューワーは、アニメーションの記録ならびに再生の機能を具備しており、携帯端末上の電子文書表示システムは、アニメーションの再生機能を具備しているものとする。いずれにおいてもアニメーション再生の方式は共通である。
ビューワーデータのフォーマットはCADデータとの比較においては軽量化が図られているが、デスクトップPCクラスの動作環境を前提としており、携帯端末などのデバイスにおいて利用するためには、さらにデータの軽量化をすすめる必要がある。また、ビューワーは一般に履歴情報を持たないので、前述の特許文献1は適用することができない。
本発明は、電子文書に埋め込む3次元アニメーションデータを利用することにより、3次元形状データを削減・簡略化する方法および装置を提供することにある。
図3において一般的な3次元アニメーションの記録方法を、図4において一般的なアニメーションの再生方法のフローを示す。ビューワーは、アニメーションの記録ならびに再生の機能を具備しており、携帯端末上の電子文書表示システムは、アニメーションの再生機能を具備しているものとする。いずれにおいてもアニメーション再生の方式は共通である。
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、3次元アニメーションを構成する3次元形状データの容量を削減する3次元形状データ容量削減装置であって、3次元形状データならびにアニメーションデータを読み込む手段と、前記アニメーションデータを解析して、3次元形状モデルの中に含まれるパーツモデルの削除の可能性を検出する手段と、前記アニメーションデータを解析して、3次元形状モデルの中に含まれるパーツモデルの簡略化の可能性を検出する手段と、前記削除可能なパーツモデルを削除して、3次元形状モデルの全体を再構成する手段と、前記簡略化可能なパーツモデルに対して簡略化処理を実行して、3次元形状モデルの全体を再構成する手段と、使用頻度の低い視線方向を対話的に入力する手段と、使用しない視点位置の情報を前記アニメーションデータに追記する手段とを有することを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、3次元アニメーションを再生する3次元アニメーション再生装置であって、3次元アニメーションを読み出す手段と、3次元アニメーションを再生する手段と、3次元形状の視点位置を変更して閲覧する手段と、読み込んだ前記3次元アニメーションデータに使用されない視点位置の情報が記述されている場合には、ユーザーによる視点位置変更操作に制限を加える手段と、を有することを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記削除可能なパーツモデルを検出する手段は、読み込まれた3次元アニメーション中で定義された視点の移動範囲において、視野外となる3次元データを不要と判断して削除対象とする請求項1に記載の3次元形状データ容量削減装置を特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記削除可能なパーツモデルを検出する手段は、読み込まれた3次元アニメーション中で定義された視点の移動範囲において、他のモデルに隠蔽されて描画されない3次元データを不要と判断して削除対象とする請求項1に記載の3次元形状データ容量削減装置を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記簡略化可能なパーツモデルを検出する手段は、読み込まれた3次元アニメーションの中で動いている形状ならびに動いている過程で意味を持つ形状以外を非着目3次元データであると判断して、簡略化対象とする請求項1記載の3次元形状データ容量削減装置を特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、3次元アニメーションを再生する3次元アニメーション再生装置であって、3次元アニメーションを読み出す手段と、3次元アニメーションを再生する手段と、3次元形状の視点位置を変更して閲覧する手段と、読み込んだ前記3次元アニメーションデータに使用されない視点位置の情報が記述されている場合には、ユーザーによる視点位置変更操作に制限を加える手段と、を有することを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記削除可能なパーツモデルを検出する手段は、読み込まれた3次元アニメーション中で定義された視点の移動範囲において、視野外となる3次元データを不要と判断して削除対象とする請求項1に記載の3次元形状データ容量削減装置を特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記削除可能なパーツモデルを検出する手段は、読み込まれた3次元アニメーション中で定義された視点の移動範囲において、他のモデルに隠蔽されて描画されない3次元データを不要と判断して削除対象とする請求項1に記載の3次元形状データ容量削減装置を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記簡略化可能なパーツモデルを検出する手段は、読み込まれた3次元アニメーションの中で動いている形状ならびに動いている過程で意味を持つ形状以外を非着目3次元データであると判断して、簡略化対象とする請求項1記載の3次元形状データ容量削減装置を特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、前記簡略化可能なパーツモデルを検出する手段は、対話的に入力された使用頻度の低い視線方向から3次元形状を見た場合に見える部分を簡略化の対象と判断して簡略化対象とする請求項1に記載の3次元形状データ容量削減装置を特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、前記使用しない視点情報をアニメーションデータに追記する手段は、前記使用されない視線方向をアニメーションデータに追記する請求項6に記載の3次元形状データ容量削減装置を特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、3次元アニメーションを構成する3次元形状データの容量を削減する3次元形状データ容量削減方法であって、3次元形状データならびにアニメーションデータを読み込むステップと、前記読み込んだアニメーションデータを解析して、3次元形状モデルの中に含まれるパーツモデルの削除可能性を検出するステップ、または前記読み込んだアニメーションデータを解析して、3次元形状モデルの中に含まれるパーツモデルの簡略化可能性を検出するステップと、前記削除可能なパーツモデルを削除して、3次元形状モデルの全体を再構成するステップ、または前記簡略化可能なパーツモデルに対して簡略化処理を実行して、3次元形状モデルの全体を再構成するステップと、使用頻度の低い視線方向を対話的に入力するステップと、使用しない視点位置の情報を前記アニメーションデータに追記するステップとを有する3次元形状データ容量削減方法を特徴とする。
また、請求項9に記載の発明は、3次元アニメーションを再生する3次元アニメーション再生方法であって、3次元アニメーションを読み出すステップと、3次元アニメーションを再生するステップと、3次元形状の視点位置を変更して閲覧するステップと、読み込んだ前記3次元アニメーションデータに使用されない視点位置の情報が記述されている場合に、ユーザーによる視点位置変更操作に制限を加えるステップと、を有する3次元アニメーション再生方法を特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、前記使用しない視点情報をアニメーションデータに追記する手段は、前記使用されない視線方向をアニメーションデータに追記する請求項6に記載の3次元形状データ容量削減装置を特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、3次元アニメーションを構成する3次元形状データの容量を削減する3次元形状データ容量削減方法であって、3次元形状データならびにアニメーションデータを読み込むステップと、前記読み込んだアニメーションデータを解析して、3次元形状モデルの中に含まれるパーツモデルの削除可能性を検出するステップ、または前記読み込んだアニメーションデータを解析して、3次元形状モデルの中に含まれるパーツモデルの簡略化可能性を検出するステップと、前記削除可能なパーツモデルを削除して、3次元形状モデルの全体を再構成するステップ、または前記簡略化可能なパーツモデルに対して簡略化処理を実行して、3次元形状モデルの全体を再構成するステップと、使用頻度の低い視線方向を対話的に入力するステップと、使用しない視点位置の情報を前記アニメーションデータに追記するステップとを有する3次元形状データ容量削減方法を特徴とする。
また、請求項9に記載の発明は、3次元アニメーションを再生する3次元アニメーション再生方法であって、3次元アニメーションを読み出すステップと、3次元アニメーションを再生するステップと、3次元形状の視点位置を変更して閲覧するステップと、読み込んだ前記3次元アニメーションデータに使用されない視点位置の情報が記述されている場合に、ユーザーによる視点位置変更操作に制限を加えるステップと、を有する3次元アニメーション再生方法を特徴とする。
また、請求項10に記載の発明は、前記削除可能なパーツモデルを検出するステップは、読み込まれた3次元アニメーション中で定義された視点の移動範囲において、視野外となる3次元データを不要と判断して削除対象とする請求項8に記載の3次元形状データ容量削減方法を特徴とする。
また、請求項11に記載の発明は、前記削除可能なパーツモデルを検出するステップは、読み込まれた3次元アニメーション中で定義された視点の移動範囲において、他のモデルに隠蔽されて描画されない3次元データを不要と判断して削除対象とする請求項8に記載の3次元形状データ容量削減方法を特徴とする。
また、請求項12に記載の発明は、前記簡略化可能なパーツモデルを検出するステップは、読み込まれた3次元アニメーションの中で動いている形状ならびに動いている過程で意味を持つ形状以外を非着目3次元データであると判断して、簡略化対象とする請求項8に記載の3次元形状データ容量削減方法を特徴とする。
また、請求項13に記載の発明は、前記簡略化可能なパーツモデルを検出するステップは、読み込まれた3次元アニメーションの中で動いている形状ならびに動いている過程で意味を持つ形状以外を非着目3次元データであると判断して、簡略化対象とする請求項8に記載の3次元形状データ容量削減方法を特徴とする。
また、請求項14に記載の発明は、前記使用しない視点情報をアニメーションデータに追記するステップは、前記使用されない視線方向をアニメーションデータに追記する請求項13に記載の3次元形状データ容量削減方法を特徴とする。
また、請求項15に記載の発明は、請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の装置をコンピュータ上に実現するためのプログラムである。
また、請求項11に記載の発明は、前記削除可能なパーツモデルを検出するステップは、読み込まれた3次元アニメーション中で定義された視点の移動範囲において、他のモデルに隠蔽されて描画されない3次元データを不要と判断して削除対象とする請求項8に記載の3次元形状データ容量削減方法を特徴とする。
また、請求項12に記載の発明は、前記簡略化可能なパーツモデルを検出するステップは、読み込まれた3次元アニメーションの中で動いている形状ならびに動いている過程で意味を持つ形状以外を非着目3次元データであると判断して、簡略化対象とする請求項8に記載の3次元形状データ容量削減方法を特徴とする。
また、請求項13に記載の発明は、前記簡略化可能なパーツモデルを検出するステップは、読み込まれた3次元アニメーションの中で動いている形状ならびに動いている過程で意味を持つ形状以外を非着目3次元データであると判断して、簡略化対象とする請求項8に記載の3次元形状データ容量削減方法を特徴とする。
また、請求項14に記載の発明は、前記使用しない視点情報をアニメーションデータに追記するステップは、前記使用されない視線方向をアニメーションデータに追記する請求項13に記載の3次元形状データ容量削減方法を特徴とする。
また、請求項15に記載の発明は、請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の装置をコンピュータ上に実現するためのプログラムである。
3次元アニメーションを構成する3次元形状データの容量を削減する本発明の装置によれば、十分な処理能力を持つPC環境で表示可能な3次元アニメーションを再利用して、データの削除ならびに形状の簡略化を自動で実行しているので、処理能力が十分でない計算機環境(携帯電話など)においても、表示可能な3次元アニメーションを、手間をかけずに制作することができる。
以下、図面を参照して、本発明の3次元形状データ容量削減装置等を実施形態により、詳細に説明する。
以下に3次元形状データ容量削減装置ならびに3次元アニメーション再生装置について説明する。
(第1実施形態)
まず、請求項1に示す3次元形状データ容量削減装置の構成について図1を用いて説明する。
本実施形態における3次元形状データ容量削減装置は、視点情報入力手段2と、3D形状データ記憶部3aと、アニメーション定義データ記憶部3bと、3次元アニメーション解析部11と、形状簡略化部12と、視点情報追記部13と、簡略化処理済みアニメーションデータ記憶部3cと、簡略化処理済み3次元形状データ記憶部3dより構成される。さらに3次元アニメーション解析部11は、簡略部位抽出部111ならびに削除可能部位抽出部112より構成される。また形状簡略化部12は形状簡略化処理部121ならびに形状削除処理部122を有することを特徴とする。
あらかじめ作成された3次元アニメーションのデータは、3D形状データ記憶部3aならびにアニメーション定義データ記憶部3bに蓄えられている。このデータが3次元アニメーション解析部11に転送され、簡略部位抽出部ならびに削除可能部位抽出部により簡略化または削除の対象となるモデルが決定される。これらのデータは、形状簡略化部に転送され、形状簡略化部の働きにより簡略化処理ならびに削除可能なモデルの削除およびモデルの再構成が行われる。簡略化処理済みの形状データは、簡略化処理済み3次元形状データ記憶部へ転送、記録される。また、アニメーション定義データに含まれる視点情報は視点情報編集部にも読み込まれ、視点情報入力手段によって使用頻度の低い視線方向が対話的に入力され、簡略化処理済みアニメーションデータとして記録される。本装置を実現するシステム構成を、図13に示すコンピュータシステムを用いてソフトウェアを入力することにより実現できる。
以下に3次元形状データ容量削減装置ならびに3次元アニメーション再生装置について説明する。
(第1実施形態)
まず、請求項1に示す3次元形状データ容量削減装置の構成について図1を用いて説明する。
本実施形態における3次元形状データ容量削減装置は、視点情報入力手段2と、3D形状データ記憶部3aと、アニメーション定義データ記憶部3bと、3次元アニメーション解析部11と、形状簡略化部12と、視点情報追記部13と、簡略化処理済みアニメーションデータ記憶部3cと、簡略化処理済み3次元形状データ記憶部3dより構成される。さらに3次元アニメーション解析部11は、簡略部位抽出部111ならびに削除可能部位抽出部112より構成される。また形状簡略化部12は形状簡略化処理部121ならびに形状削除処理部122を有することを特徴とする。
あらかじめ作成された3次元アニメーションのデータは、3D形状データ記憶部3aならびにアニメーション定義データ記憶部3bに蓄えられている。このデータが3次元アニメーション解析部11に転送され、簡略部位抽出部ならびに削除可能部位抽出部により簡略化または削除の対象となるモデルが決定される。これらのデータは、形状簡略化部に転送され、形状簡略化部の働きにより簡略化処理ならびに削除可能なモデルの削除およびモデルの再構成が行われる。簡略化処理済みの形状データは、簡略化処理済み3次元形状データ記憶部へ転送、記録される。また、アニメーション定義データに含まれる視点情報は視点情報編集部にも読み込まれ、視点情報入力手段によって使用頻度の低い視線方向が対話的に入力され、簡略化処理済みアニメーションデータとして記録される。本装置を実現するシステム構成を、図13に示すコンピュータシステムを用いてソフトウェアを入力することにより実現できる。
(第2実施形態)
次に、請求項2に示す3次元アニメーション再生装置について図2を用いて説明する。3次元アニメーション再生装置は、アニメーション定義データ記憶部3aと、3次元形状データ記憶部3bと、視点情報入力手段1113と、アニメーション解析部111と、3次元画像再生部4ならびに表示部5により構成される。さらにアニメーション解析部111は、配置情報解析部1113および視点制御情報解析部1114を具備している。あらかじめ作成された3次元アニメーションのデータは、3D形状データ記憶部3bならびにアニメーション定義データ記憶部3aに保存されている。このデータが3次元アニメーション解析部111に送られ、配置情報解析部1113ならびに視点制御情報解析部1114の働きによりアニメーション定義データが解析される。
これにより読み出された視点情報の中に使用頻度の低い視線方向の情報が含まれている場合、その情報が視点制御部に伝達される。アニメーション再生装置は、視点情報入力手段21を具備しており、原則的に閲覧者は自分の好みの視点情報を入力して3次元形状ならびにアニメーションを閲覧できるが、使用頻度の低い視線方向については選択が無効となり、閲覧が認められない。
本再生装置を実現するシステム構成は、3次元形状データ容量削減装置と同じく図13に示すようなコンピュータ機能を有するシステムを用い、このシステムにソフトウェアを入力することによって実現できる。
次に、請求項2に示す3次元アニメーション再生装置について図2を用いて説明する。3次元アニメーション再生装置は、アニメーション定義データ記憶部3aと、3次元形状データ記憶部3bと、視点情報入力手段1113と、アニメーション解析部111と、3次元画像再生部4ならびに表示部5により構成される。さらにアニメーション解析部111は、配置情報解析部1113および視点制御情報解析部1114を具備している。あらかじめ作成された3次元アニメーションのデータは、3D形状データ記憶部3bならびにアニメーション定義データ記憶部3aに保存されている。このデータが3次元アニメーション解析部111に送られ、配置情報解析部1113ならびに視点制御情報解析部1114の働きによりアニメーション定義データが解析される。
これにより読み出された視点情報の中に使用頻度の低い視線方向の情報が含まれている場合、その情報が視点制御部に伝達される。アニメーション再生装置は、視点情報入力手段21を具備しており、原則的に閲覧者は自分の好みの視点情報を入力して3次元形状ならびにアニメーションを閲覧できるが、使用頻度の低い視線方向については選択が無効となり、閲覧が認められない。
本再生装置を実現するシステム構成は、3次元形状データ容量削減装置と同じく図13に示すようなコンピュータ機能を有するシステムを用い、このシステムにソフトウェアを入力することによって実現できる。
[動作例1]
まず、請求項3乃至請求項5に示す削除対象モデルまたは簡略化対象モデルの検出手順の概要を説明する(図5)。3Dアニメーション解析部11により、アニメーションファイルが読み出され(ステップS202)、続いて3D形状データ記憶部3aから、3D形状データファイルが読み出される(ステップS203)。アニメーション解析部11が具備するアニメーション再生機能によりアニメーションの再生が開始される(ステップS204)。実際には、図4に示すとおり、アニメーションを構成する複数のフレームに記録されている情報に基づいて、3次元空間上で読み込まれた3次元形状の配置とカメラ位置が再現される。この状態において、所定の条件に合致するパーツモデルを削除または簡略化の対象の候補として記録する。すなわち、アニメーションの再生が開始されると(ステップS204)、まずi番目のフレームの状態が再生され(ステップS205)、i番目のフレームにおける削除対象モデル候補の検出が削除可能部位検出部111で行われる(あるいは簡略化対象モデル候補の検出が簡略化対象部位検出部112で行われる)(ステップS206)。次いでiは1つインクリメントされ(i=i+1:ステップS208)、i=Nであるか否かが判断され(ステップS209)、ステップS209においてNoの場合にはステップS205に戻りアニメーションを構成する全てのフレームから削除対象部位(あるいは簡略化対象部位)の検出が終了するまでのすべてのフレームについて、前述の動作を繰り返す(ステップS209)。その結果、削除対象候補の抽出情報を形状削除処理部122で受けて(あるいは簡略化対象部位候補の抽出情報を形状簡略化処理部121で受けて)、削除(または簡略化)の対象となるパーツモデルを特定することが可能となる(ステップS210)。
まず、請求項3乃至請求項5に示す削除対象モデルまたは簡略化対象モデルの検出手順の概要を説明する(図5)。3Dアニメーション解析部11により、アニメーションファイルが読み出され(ステップS202)、続いて3D形状データ記憶部3aから、3D形状データファイルが読み出される(ステップS203)。アニメーション解析部11が具備するアニメーション再生機能によりアニメーションの再生が開始される(ステップS204)。実際には、図4に示すとおり、アニメーションを構成する複数のフレームに記録されている情報に基づいて、3次元空間上で読み込まれた3次元形状の配置とカメラ位置が再現される。この状態において、所定の条件に合致するパーツモデルを削除または簡略化の対象の候補として記録する。すなわち、アニメーションの再生が開始されると(ステップS204)、まずi番目のフレームの状態が再生され(ステップS205)、i番目のフレームにおける削除対象モデル候補の検出が削除可能部位検出部111で行われる(あるいは簡略化対象モデル候補の検出が簡略化対象部位検出部112で行われる)(ステップS206)。次いでiは1つインクリメントされ(i=i+1:ステップS208)、i=Nであるか否かが判断され(ステップS209)、ステップS209においてNoの場合にはステップS205に戻りアニメーションを構成する全てのフレームから削除対象部位(あるいは簡略化対象部位)の検出が終了するまでのすべてのフレームについて、前述の動作を繰り返す(ステップS209)。その結果、削除対象候補の抽出情報を形状削除処理部122で受けて(あるいは簡略化対象部位候補の抽出情報を形状簡略化処理部121で受けて)、削除(または簡略化)の対象となるパーツモデルを特定することが可能となる(ステップS210)。
[動作例2]
(請求項3乃至請求項4に示す実施例)
次に、請求項3乃至請求項4に示す実施例において削除対象モデルを検出する具体的な方法(実施形態1の動作例)を説明する(図6)。3Dアニメーション解析部によって、アニメーション中のi番目のフレームが再生された状態において(ステップS302)、フルアセンブリモデルを構成するすべてのパーツP0、P1、・・・、・・・、Pi、・・・、PM-1について、削除の対象となるかどうかを調べる。
すなわち、まずj=0とし(ステップS304)、Pjが表示されているか否かの有無を判断し(ステップS305)、表示されている場合にはさらにPjが視野の範囲内か否かを判断し(ステップS306)、範囲内であればさらにPjが視点から最も近い位置に存在するか否かを判断する(ステップS307)。そしてステップS305〜ステップS307において、Noの場合には、削除モデルの候補としてPjがリストアップされ(ステップS308)る。そして、ステップS307およびステップS308の後に、jは1つインクリメントされ(ステップS309)、j=Mか否かが判断され(ステップS310)、j=MでなければステップS305に戻り前記ステップS305以降の処理がj=Mとなるまで繰り返され、またステップS310においてj=Mであれば(ステップS310においてYesの場合)、i番目のフレームにおける削除候補リストが確定し(ステップS311)、削除対象モデルの検出を終了する(ステップS312)。
上記削除対象モデルの検出において、削除の対象となるかどうかの判断は、そのパーツが視野の範囲内にあればリストに入れてゆき、最後にリストアップされなかったパーツを削除の対象とする方法(請求項3)と、別のパーツに隠されて描画されないのであれば候補リストに入れる方法(請求項4)とが本発明の実施例では考えられる。請求項3の実施例の概念図を図7に、請求項4の実施例の概念図を図8に示す。すなわち、図7では円錐などの錘の3次元モデルが使用されているのに対し、円柱および直方体などの柱状体は使用されていない。また図8に示す例では、視点からの投影面に対し、対象Aのほうが対象Bに比して大きいために対象Bが隠れてしまっており、したがって、対象Bが削除対象候補となっていることを示している。
請求項1に示す削除可能部位抽出部111により生成された削除対象削除対象のモデルのリストは、形状削除処理部121に転送される。形状削除処理部121は、システムに読み込まれているフルアセンブリの3次元形状データを参照し(ステップS402)、参照したフルアセンブリの3次元形状データと削除対象モデルリストとを参照し(ステップS403)、アセンブリ構造の再構成を行う(ステップS404)。再構成した3次元形状モデルを出力して(ステップS405)終了する(ステップS406)。この出力された3次元形状モデルは、簡略化処理済み3D形状データ記憶部3dに記録される(図9)。
(請求項3乃至請求項4に示す実施例)
次に、請求項3乃至請求項4に示す実施例において削除対象モデルを検出する具体的な方法(実施形態1の動作例)を説明する(図6)。3Dアニメーション解析部によって、アニメーション中のi番目のフレームが再生された状態において(ステップS302)、フルアセンブリモデルを構成するすべてのパーツP0、P1、・・・、・・・、Pi、・・・、PM-1について、削除の対象となるかどうかを調べる。
すなわち、まずj=0とし(ステップS304)、Pjが表示されているか否かの有無を判断し(ステップS305)、表示されている場合にはさらにPjが視野の範囲内か否かを判断し(ステップS306)、範囲内であればさらにPjが視点から最も近い位置に存在するか否かを判断する(ステップS307)。そしてステップS305〜ステップS307において、Noの場合には、削除モデルの候補としてPjがリストアップされ(ステップS308)る。そして、ステップS307およびステップS308の後に、jは1つインクリメントされ(ステップS309)、j=Mか否かが判断され(ステップS310)、j=MでなければステップS305に戻り前記ステップS305以降の処理がj=Mとなるまで繰り返され、またステップS310においてj=Mであれば(ステップS310においてYesの場合)、i番目のフレームにおける削除候補リストが確定し(ステップS311)、削除対象モデルの検出を終了する(ステップS312)。
上記削除対象モデルの検出において、削除の対象となるかどうかの判断は、そのパーツが視野の範囲内にあればリストに入れてゆき、最後にリストアップされなかったパーツを削除の対象とする方法(請求項3)と、別のパーツに隠されて描画されないのであれば候補リストに入れる方法(請求項4)とが本発明の実施例では考えられる。請求項3の実施例の概念図を図7に、請求項4の実施例の概念図を図8に示す。すなわち、図7では円錐などの錘の3次元モデルが使用されているのに対し、円柱および直方体などの柱状体は使用されていない。また図8に示す例では、視点からの投影面に対し、対象Aのほうが対象Bに比して大きいために対象Bが隠れてしまっており、したがって、対象Bが削除対象候補となっていることを示している。
請求項1に示す削除可能部位抽出部111により生成された削除対象削除対象のモデルのリストは、形状削除処理部121に転送される。形状削除処理部121は、システムに読み込まれているフルアセンブリの3次元形状データを参照し(ステップS402)、参照したフルアセンブリの3次元形状データと削除対象モデルリストとを参照し(ステップS403)、アセンブリ構造の再構成を行う(ステップS404)。再構成した3次元形状モデルを出力して(ステップS405)終了する(ステップS406)。この出力された3次元形状モデルは、簡略化処理済み3D形状データ記憶部3dに記録される(図9)。
[動作例3]
(請求項5に示す実施例)
次に、請求項5に示す動作例について、図10を参照しながら説明する。アニメーション中で動いているパーツと、そのパーツの近傍に存在するパーツを着目モデルとし、これら以外のパーツモデルを簡略化の対象とする方法(請求項5)である。3Dアニメーション解析部により、アニメーションファイルの読み込み(ステップS502)と、続いて3D形状データファイルが読み出される(ステップS503)。アニメーション解析部が具備するアニメーション再生機能によりアニメーションの再生が開始される(ステップS504)。実際には、アニメーションを構成する複数のフレームに記録されている情報に基づいて、3次元空間上で読み込まれた3次元形状の配置とカメラ位置が再現される。この状態において、動いているパーツを検出し、このパーツを詳細表示モデルのリストに追加し(ステップS505)、また動いているパーツの近傍のパーツを検出し詳細表示モデルのリストに追加する(ステップS506)。アニメーションの再生が終了するまでのすべてのフレームについて、前述の動作を繰り返す。この時点でフルアセンブリを構成するパーツのうち、詳細表示モデルとしてリストされたもの以外が簡略表示モデルとしてリストに入れられる(ステップS507)。
以上の処理の結果、簡略化の対象となるパーツモデルを特定することが可能となる。3Dアニメーション解析部の具備する機能により、簡略化の対象となるパーツモデルを構成するポリゴンデータを得、これらデータが形状簡略化処理部に転送される。形状簡略化処理部の機能により、詳細度の低いポリゴンが生成され、本来のポリゴンと置き換えられる(図11)。
(請求項5に示す実施例)
次に、請求項5に示す動作例について、図10を参照しながら説明する。アニメーション中で動いているパーツと、そのパーツの近傍に存在するパーツを着目モデルとし、これら以外のパーツモデルを簡略化の対象とする方法(請求項5)である。3Dアニメーション解析部により、アニメーションファイルの読み込み(ステップS502)と、続いて3D形状データファイルが読み出される(ステップS503)。アニメーション解析部が具備するアニメーション再生機能によりアニメーションの再生が開始される(ステップS504)。実際には、アニメーションを構成する複数のフレームに記録されている情報に基づいて、3次元空間上で読み込まれた3次元形状の配置とカメラ位置が再現される。この状態において、動いているパーツを検出し、このパーツを詳細表示モデルのリストに追加し(ステップS505)、また動いているパーツの近傍のパーツを検出し詳細表示モデルのリストに追加する(ステップS506)。アニメーションの再生が終了するまでのすべてのフレームについて、前述の動作を繰り返す。この時点でフルアセンブリを構成するパーツのうち、詳細表示モデルとしてリストされたもの以外が簡略表示モデルとしてリストに入れられる(ステップS507)。
以上の処理の結果、簡略化の対象となるパーツモデルを特定することが可能となる。3Dアニメーション解析部の具備する機能により、簡略化の対象となるパーツモデルを構成するポリゴンデータを得、これらデータが形状簡略化処理部に転送される。形状簡略化処理部の機能により、詳細度の低いポリゴンが生成され、本来のポリゴンと置き換えられる(図11)。
[動作例4]
(請求項6に示す実施例)
続いて、請求項6に示す実施例について説明する。3次元形状データ容量削減装置が具備する視点情報入力部により、ユーザーは対話的に使用しない視線方向を入力することができる。例えば大型コピー機の操作手順を説明するコンテンツを制作する場合、コピー機の真下からコピー機を見ることは稀である。このようにコンテンツの目的・特徴から鑑みて使用頻度の低い視線方向をユーザーに入力させた上で、この視線方向から見た場合に見える3次元形状の表面に相当するポリゴンデータを詳細度の低いもので置き換えることによりデータの軽量化を図る。具体的には、ほとんど使われることのない視線方向の入力を促すメニューが表示され、対話的に視点情報の入力が行われる。入力された視線方向で製品形状全体を画面上で描画することを想定した場合に、描画の対象となる部位を構成するポリゴンのリストを検出する(図12)。このポリゴンリストが形状簡略化処理部に転送される。以降の処理については、請求項5のケースと同じである。
[動作例5]
(請求項7に示す実施例)
最後に請求項7に示す実施例について説明する。請求項6に示す簡略化対象モデル検出手段によって3次元形状データの簡略化が行われた場合、データの簡略化と連動して3次元アニメーション再生装置において視点操作に制限をかけることが可能である。具体的には、形状簡略化処理を行ったアニメーションデータに対し、形状簡略化処理済みであることを示すフラグならびに使用しない視点位置情報の追記を行う。簡略化処理済みのアニメーションデータは、簡略化処理済みアニメーションデータ記憶部に保存される。請求項2に示す3次元アニメーション再生装置において再生する際、簡略化処理済みアニメーション定義データと、そのアニメーションと対になる簡略化処理済み3D形状データがよみだされる。3次元アニメーションデータは、3次元画像再生装置の具備するアニメーション解析部において内容が解析され、3次元画像生成部に転送される。アニメーションデータに追記された視点情報(使用されない視点位置情報)は、視点制御情報解析部によって読み出される。この情報は視点制御部に転送される。
3次元画像再生装置において3次元形状を再生中または一時停止してある1フレームが表示されている状態で、ユーザーは視点を変更して3次元形状を閲覧することが可能である。この時、アニメーションデータから読み出された視点情報をユーザーが再生しようとした場合、“その方向から見ることはできません”といったメッセージが表示され、かつ視点位置も変更にならない。
(請求項6に示す実施例)
続いて、請求項6に示す実施例について説明する。3次元形状データ容量削減装置が具備する視点情報入力部により、ユーザーは対話的に使用しない視線方向を入力することができる。例えば大型コピー機の操作手順を説明するコンテンツを制作する場合、コピー機の真下からコピー機を見ることは稀である。このようにコンテンツの目的・特徴から鑑みて使用頻度の低い視線方向をユーザーに入力させた上で、この視線方向から見た場合に見える3次元形状の表面に相当するポリゴンデータを詳細度の低いもので置き換えることによりデータの軽量化を図る。具体的には、ほとんど使われることのない視線方向の入力を促すメニューが表示され、対話的に視点情報の入力が行われる。入力された視線方向で製品形状全体を画面上で描画することを想定した場合に、描画の対象となる部位を構成するポリゴンのリストを検出する(図12)。このポリゴンリストが形状簡略化処理部に転送される。以降の処理については、請求項5のケースと同じである。
[動作例5]
(請求項7に示す実施例)
最後に請求項7に示す実施例について説明する。請求項6に示す簡略化対象モデル検出手段によって3次元形状データの簡略化が行われた場合、データの簡略化と連動して3次元アニメーション再生装置において視点操作に制限をかけることが可能である。具体的には、形状簡略化処理を行ったアニメーションデータに対し、形状簡略化処理済みであることを示すフラグならびに使用しない視点位置情報の追記を行う。簡略化処理済みのアニメーションデータは、簡略化処理済みアニメーションデータ記憶部に保存される。請求項2に示す3次元アニメーション再生装置において再生する際、簡略化処理済みアニメーション定義データと、そのアニメーションと対になる簡略化処理済み3D形状データがよみだされる。3次元アニメーションデータは、3次元画像再生装置の具備するアニメーション解析部において内容が解析され、3次元画像生成部に転送される。アニメーションデータに追記された視点情報(使用されない視点位置情報)は、視点制御情報解析部によって読み出される。この情報は視点制御部に転送される。
3次元画像再生装置において3次元形状を再生中または一時停止してある1フレームが表示されている状態で、ユーザーは視点を変更して3次元形状を閲覧することが可能である。この時、アニメーションデータから読み出された視点情報をユーザーが再生しようとした場合、“その方向から見ることはできません”といったメッセージが表示され、かつ視点位置も変更にならない。
1 形状簡略化処理部
Claims (15)
- 3次元アニメーションを構成する3次元形状データの容量を削減する3次元形状データ容量削減装置であって、
3次元形状データならびにアニメーションデータを読み込む手段と、
前記アニメーションデータを解析して、3次元形状モデルの中に含まれるパーツモデルの削除の可能性を検出する手段と、
前記アニメーションデータを解析して、3次元形状モデルの中に含まれるパーツモデルの簡略化の可能性を検出する手段と、
前記削除可能なパーツモデルを削除して、3次元形状モデルの全体を再構成する手段と、
前記簡略化可能なパーツモデルに対して簡略化処理を実行して、3次元形状モデルの全体を再構成する手段と、
使用頻度の低い視線方向を対話的に入力する手段と、
使用しない視点位置の情報を前記アニメーションデータに追記する手段と、
を有することを特徴とする3次元形状データ容量削減装置。 - 3次元アニメーションを再生する3次元アニメーション再生装置であって、
3次元アニメーションを読み出す手段と、
3次元アニメーションを再生する手段と、3次元形状の視点位置を変更して閲覧する手段と、
読み込んだ前記3次元アニメーションデータに使用されない視点位置の情報が記述されている場合には、ユーザーによる視点位置変更操作に制限を加える手段と、
を有することを特徴とする3次元アニメーション再生装置。 - 前記削除可能なパーツモデルを検出する手段は、読み込まれた3次元アニメーション中で定義された視点の移動範囲において、視野外となる3次元データを不要と判断して削除対象とすることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状データ容量削減装置。
- 前記削除可能なパーツモデルを検出する手段は、読み込まれた3次元アニメーション中で定義された視点の移動範囲において、他のモデルに隠蔽されて描画されない3次元データを不要と判断して削除対象とすることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状データ容量削減装置。
- 前記簡略化可能なパーツモデルを検出する手段は、読み込まれた3次元アニメーションの中で動いている形状ならびに動いている過程で意味を持つ形状以外を非着目3次元データであると判断して、簡略化対象とすることを特徴とする請求項1記載の3次元形状データ容量削減装置。
- 前記簡略化可能なパーツモデルを検出する手段は、対話的に入力された使用頻度の低い視線方向から3次元形状を見た場合に見える部分を簡略化の対象と判断して簡略化対象とすることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状データ容量削減装置。
- 前記使用しない視点情報をアニメーションデータに追記する手段は、前記使用されない視線方向をアニメーションデータに追記することを特徴とする請求項6に記載の3次元形状データ容量削減装置。
- 3次元アニメーションを構成する3次元形状データの容量を削減する3次元形状データ容量削減方法であって、
3次元形状データならびにアニメーションデータを読み込むステップと、
前記読み込んだアニメーションデータを解析して、3次元形状モデルの中に含まれるパーツモデルの削除可能性を検出するステップ、または前記読み込んだアニメーションデータを解析して、3次元形状モデルの中に含まれるパーツモデルの簡略化可能性を検出するステップと、
前記削除可能なパーツモデルを削除して、3次元形状モデルの全体を再構成するステップ、または前記簡略化可能なパーツモデルに対して簡略化処理を実行して、3次元形状モデルの全体を再構成するステップと、
使用頻度の低い視線方向を対話的に入力するステップと、
使用しない視点位置の情報を前記アニメーションデータに追記するステップと、
を有することを特徴とする3次元形状データ容量削減方法。 - 3次元アニメーションを再生する3次元アニメーション再生方法であって、
3次元アニメーションを読み出すステップと、3次元アニメーションを再生するステップと、3次元形状の視点位置を変更して閲覧するステップと、
読み込んだ前記3次元アニメーションデータに使用されない視点位置の情報が記述されている場合に、ユーザーによる視点位置変更操作に制限を加えるステップと、
を有することを特徴とする3次元アニメーション再生方法。 - 前記削除可能なパーツモデルを検出するステップは、読み込まれた3次元アニメーション中で定義された視点の移動範囲において、視野外となる3次元データを不要と判断して削除対象とすることを特徴とする請求項8に記載の3次元形状データ容量削減方法。
- 前記削除可能なパーツモデルを検出するステップは、読み込まれた3次元アニメーション中で定義された視点の移動範囲において、他のモデルに隠蔽されて描画されない3次元データを不要と判断して削除対象とすることを特徴とする請求項8に記載の3次元形状データ容量削減方法。
- 前記簡略化可能なパーツモデルを検出するステップは、読み込まれた3次元アニメーションの中で動いている形状ならびに動いている過程で意味を持つ形状以外を非着目3次元データであると判断して、簡略化対象とすることを特徴とする請求項8に記載の3次元形状データ容量削減方法。
- 前記簡略化可能なパーツモデルを検出するステップは、対話的に入力された使用頻度の低い視線方向から3次元形状を見た場合に見える部分を簡略化の対象と判断して簡略化対象とすることを特徴とする請求項8に記載の3次元形状データ容量削減方法。
- 前記使用しない視点情報をアニメーションデータに追記するステップは、前記使用されない視線方向をアニメーションデータに追記することを特徴とする請求項13に記載の3次元形状データ容量削減方法。
- 請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の装置をコンピュータ上に実現するためのプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005261389A JP2007072916A (ja) | 2005-09-08 | 2005-09-08 | 3次元形状データ容量削減装置、3次元アニメーション再生装置、3次元形状データ容量削減方法、3次元アニメーション再生方法、及びプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005261389A JP2007072916A (ja) | 2005-09-08 | 2005-09-08 | 3次元形状データ容量削減装置、3次元アニメーション再生装置、3次元形状データ容量削減方法、3次元アニメーション再生方法、及びプログラム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007072916A true JP2007072916A (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=37934285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005261389A Pending JP2007072916A (ja) | 2005-09-08 | 2005-09-08 | 3次元形状データ容量削減装置、3次元アニメーション再生装置、3次元形状データ容量削減方法、3次元アニメーション再生方法、及びプログラム |
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JP (1) | JP2007072916A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013206316A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Toppan Printing Co Ltd | 二次元画像逐次生成装置、方法及びプログラム |
CN112102452A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-18 | 完美世界(北京)软件科技发展有限公司 | 一种动画模型处理方法、装置、电子设备及存储介质 |
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2005
- 2005-09-08 JP JP2005261389A patent/JP2007072916A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013206316A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Toppan Printing Co Ltd | 二次元画像逐次生成装置、方法及びプログラム |
CN112102452A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-18 | 完美世界(北京)软件科技发展有限公司 | 一种动画模型处理方法、装置、电子设备及存储介质 |
CN112102452B (zh) * | 2020-09-27 | 2024-03-22 | 完美世界(北京)软件科技发展有限公司 | 一种动画模型处理方法、装置、电子设备及存储介质 |
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